一种纳米钙增强型添加剂、树脂及人造岗石的制作方法

1.本发明属于人造岗石制备领域，尤其涉及一种纳米钙增强型添加剂、树脂及人造岗石。


背景技术：

2.人造岗石也称人造大理石，是以碳酸盐类石材(大理石、石灰石等)的碎料、粉体为主要填料，添加粘结剂、各种填料、颜料，以及固化剂、引发剂等助剂，经搅拌、成型、固化、切割、抛光等步骤而制成的石材制品。
3.目前市场上的人造岗石多为不饱和聚酯(upr)基人造岗石，即以不饱和聚酯为粘结剂。
4.中国专利cn114262172a公开了一种人造岗石原料的预处理剂及预处理方法，其包括以下质量份数的组分：活化剂1～5份、交联剂0.5～3份；所述活化剂包括以下质量份数的组分：苯乙烯45～60份、硅烷偶联剂5～15份、螯合型钛酸酯5～10份、丙烯酰胺5～10份、不饱和聚酯树脂5～15份；所述交联剂包括以下质量份数的组分：苯乙烯60～90.995份、不饱和聚酯树脂5～35份、偶氮二异丁腈0.1～0.5份。采用上述的预处理剂对人造岗石骨料进行预处理，是先将活化剂一次性加入人造岗石骨料中充分搅拌，接着再将交联剂缓慢加入人造岗石骨料中充分搅拌，然后将人造岗石骨料按常规工艺生产人造岗石产品。本发明可以降低树脂用量，从而降低生产成本。
5.中国专利cn113929360a公开了一种水纹米黄人造岗石，其中原料包括碳酸钙粗砂、超细碳酸钙粉、柠檬黄色粉、钛白粉、水、不饱和聚酯树脂、丙三醇、羧甲基纤维素钠、聚氧化乙烯、羧甲基壳聚糖、叔碳酸乙烯酯、聚二甲基硅氧烷、硅酸镁铝、纳米二氧化硅、固化剂和促进剂；本发明通过把配方中的各原料分别制成基料、色浆、面料、底料、混合液a和浆料b，再通过固化剂和促进剂把基料、色浆、底料、混合液a和浆料b制成坯料，并把面料布料至坯料上，经固化成型、脱模、常温常压养护、切割和平磨，就能得到一种抗冲击性能好的、弯曲强度高的、耐酸碱性好和耐污性好的水纹米黄人造岗石。
6.中国专利cn113233819a公开了一种仿天然裂纹人造岗石，其中原料包括：碳酸钙粗砂、超细碳酸钙粉、不饱和聚酯树脂、色粉、钛白粉、过氧化甲乙酮、异辛酸钴、偶联剂、苯乙烯、十八烷酸、苯丙酸钠和丙三醇；通过十八烷酸与苯甲酸钠产生复合酸改性，再搭配丙三醇和苯乙烯按比率投入，降低不饱和聚酯树脂中的不饱和酸含量，提高不饱和聚酯树脂的抗冲击性能，降低人造石在生产过程中出现开裂的情况，降低人造石产品的次品率，再通过布料机能把基料撒至铺有辅料的模具中，并通过人造石振动成型机能使得模具内的辅料和基料振压成型为带有仿天然裂纹的人造石毛坯，使得人造石毛坯上呈现不同的裂纹图案，提高了人造石的外观多样化。
7.中国专利cn105016654a公开了本发明涉及一种低树脂量多色岗石的制备方法，所用原材料及材料重量百分比含量为(以整个荒料总量为基准)：碳酸钙(90目)20％～40％，碳酸钙(400目)40％～60％，超细硫酸钡(1000～2000目)3％～9％，不饱和聚酯树脂7％～
9％、固化剂(以不饱和聚酯树脂的重量计)1％～3％，促进剂(以不饱和聚酯树脂的重量计)0.01％～0.3％，易挥发性稀释剂(以不饱和聚酯树脂的重量计)3％～6％，颜料0～0.3％等。突破性的将多色岗石的不饱和聚酯树脂用量降低了5％～10％，同时还降低了多色岗石的膨胀系数，使得多色岗石具有低收缩性和耐磨性，在质量得到提升的同时，还降低了多色岗石的生产成本，市场前景广阔，具有很好的经济效益和社会效益。
8.上述方法主要还是对于岗石骨料的复配处理等，并未针对upr本身做处理，在实际生产应用中无法解决upr本身粘度高、搅拌过程困难与骨料混合困难等诸多不利因素。


技术实现要素：

9.本发明的目的在于提供一种纳米钙增强型添加剂，解决现有技术中upr本身粘度高、使用量大，使得人造石混料工艺过程耗时长，upr与骨料间的接触不充分的问题。
10.为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
11.一种纳米钙增强型添加剂，由包括以下重量份的原料制备而成：纳米钙粉体100份、油酸1～5份、过氧化甲乙酮2～5份、双叔丁基过氧化二异丙基苯2～5份、松香粉5～10份、甲基丙烯酸甲酯5～25份、苯乙烯/n-乙烯基吡咯烷酮5～50份。
12.进一步，所述的纳米钙增强型添加剂的制备方法包括以下步骤：
13.a、取纳米钙粉体，置于105℃干燥箱充分干燥后备用；
14.b、取油酸、氧化甲乙酮、双叔丁基过氧化二异丙基苯、松香粉、甲基丙烯酸甲酯与纳米钙粉体在室温下充分搅拌混合后，继续添加苯乙烯/n-乙烯基吡咯烷酮调至稀糊状，即可。
15.本发明还提供一种纳米钙增强型树脂，包含了上述添加剂，还包括不饱和聚酯树脂600～700份。
16.进一步，所述的纳米钙增强型树脂的制备方法为：将不饱和聚酯树脂与添加剂混合搅拌均匀，即得。
17.进一步，搅拌速率为100～500r/min。
18.进一步，搅拌时间为5～10min。
19.本发明还提供一种纳米钙增强型人造岗石，应用了上述纳米钙增强型树脂，还包括常规人造石骨料。
20.进一步，所述人造石骨料为5000～6500份，所述纳米钙增强型树脂为550～850份。
21.进一步，所述纳米钙增强型人造岗石的制备方法为：取常规人造石骨料添加纳米钙增强型树脂，充分混合后进行压制，固化45～75min，即得人造岗石。
22.进一步，固化温度为90℃。
23.本发明中，油酸结构式如下：
[0024][0025]
松香中主要成分松香酸-结构式如下：
[0026][0027]
甲基丙烯酸甲酯结构式如下：
[0028][0029]
苯乙烯结构式如下：
[0030][0031]
n-乙烯基吡咯烷酮结构式如下：
[0032][0033]
本发明的作用机理及有益效果为：
[0034]
1、本发明以油酸、松香、甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯作为带双键的单体复合使用，以过氧化甲乙酮为引发剂，双叔丁基过氧化二异丙基苯作为交联剂，在体系中促使各单体中双键打开，成键交联，在合适的配比条件下形成比原有树脂固化过程中更为多元化复杂化的空间结构，而分散的纳米钙作为结构中核心点，进一步提升的树脂固化后强度，形成综合强度更优异的树脂。
[0035]
2、本发明利用少量纳米钙负载固化剂、交联剂、乙烯基单体，针对upr树脂直接进行混合改性处理，可以有效降低upr本身粘度，使得人造石混料工艺过程耗时缩短，也利于upr与骨料间的充分接触融合；纳米钙负载部分固化剂、交联剂、乙烯基单体又可充分分散于upr中，后续流程中不需要再单独添加固化剂等助剂，实现工艺简化。
[0036]
3、本发明纳米钙本身与人造石骨料成分一致不会产生负面影响，又做为刚性粒子直接分散作用于upr树脂中，起到一定的补强作用，降低upr使用量，节约生产成本，保持甚
至强化人造石产品力学强度。
具体实施方式
[0037]
为便于更好地理解本发明，通过以下实例加以说明，这些实例属于本发明的保护范围，但不限制本发明的保护范围。
[0038]
实施例1
[0039]
一种纳米钙增强型添加剂的制备方法包括以下步骤：
[0040]
a、取纳米钙粉体100份，置于105℃干燥箱充分干燥后备用；
[0041]
b、取油酸1份、氧化甲乙酮3份、双叔丁基过氧化二异丙基苯5份、松香粉5份、甲基丙烯酸甲酯10份与纳米钙粉体在室温下充分搅拌混合后，继续添加5份苯乙烯/n-乙烯基吡咯烷酮调至稀糊状，即可。
[0042]
一种纳米钙增强型树脂制备方法为：将上述添加剂稀糊与600份不饱和聚酯树脂混合，在速率为500r/min下搅拌5min，即得。
[0043]
一种人造岗石的制备方法为：取常规人造石骨料5000份，添加550份纳米钙增强型树脂，充分混合后进行压制，在90℃下固化45min，即得人造岗石。
[0044]
实施例2
[0045]
一种纳米钙增强型添加剂的制备方法包括以下步骤：
[0046]
a、取纳米钙粉体100份，置于105℃干燥箱充分干燥后备用；
[0047]
b、取油酸2份、氧化甲乙酮2份、双叔丁基过氧化二异丙基苯2份、松香粉6份、甲基丙烯酸甲酯5份与纳米钙粉体在室温下充分搅拌混合后，继续添加10份苯乙烯/n-乙烯基吡咯烷酮调至稀糊状，即可。
[0048]
一种纳米钙增强型树脂制备方法为：将上述添加剂稀糊与700份不饱和聚酯树脂混合，在速率为300r/min下搅拌8min，即得。
[0049]
一种人造岗石的制备方法为：取常规人造石骨料5500份，添加600份纳米钙增强型树脂，充分混合后进行压制，在90℃下固化50min，即得人造岗石。
[0050]
实施例3
[0051]
一种纳米钙增强型添加剂的制备方法包括以下步骤：
[0052]
a、取纳米钙粉体100份，置于105℃干燥箱充分干燥后备用；
[0053]
b、取油酸3份、氧化甲乙酮4份、双叔丁基过氧化二异丙基苯3份、松香粉7份、甲基丙烯酸甲酯10份与纳米钙粉体在室温下充分搅拌混合后，继续添加25份苯乙烯/n-乙烯基吡咯烷酮调至稀糊状，即可。
[0054]
一种纳米钙增强型树脂制备方法为：将上述添加剂稀糊与650份不饱和聚酯树脂混合，在速率为250r/min下搅拌10min，即得。
[0055]
一种人造岗石的制备方法为：取常规人造石骨料5200份，添加650份纳米钙增强型树脂，充分混合后进行压制，在90℃下固化65min，即得人造岗石。
[0056]
实施例4
[0057]
一种纳米钙增强型添加剂的制备方法包括以下步骤：
[0058]
a、取纳米钙粉体100份，置于105℃干燥箱充分干燥后备用；
[0059]
b、取油酸4份、氧化甲乙酮5份、双叔丁基过氧化二异丙基苯4份、松香粉9份、甲基
丙烯酸甲酯15份与纳米钙粉体在室温下充分搅拌混合后，继续添加30份苯乙烯/n-乙烯基吡咯烷酮调至稀糊状，即可。
[0060]
一种纳米钙增强型树脂制备方法为：将上述添加剂稀糊与700份不饱和聚酯树脂混合，在速率为100r/min搅拌10min，即得。
[0061]
一种人造岗石的制备方法为：取常规人造石骨料5800份，添加800份纳米钙增强型树脂，充分混合后进行压制，在90℃下固化70min，即得人造岗石。
[0062]
实施例5
[0063]
一种纳米钙增强型添加剂的制备方法包括以下步骤：
[0064]
a、取纳米钙粉体100份，置于105℃干燥箱充分干燥后备用；
[0065]
b、取油酸5份、氧化甲乙酮5份、双叔丁基过氧化二异丙基苯2份、松香粉10份、甲基丙烯酸甲酯25份与纳米钙粉体在室温下充分搅拌混合后，继续添加50份苯乙烯/n-乙烯基吡咯烷酮调至稀糊状，即可。
[0066]
一种纳米钙增强型树脂制备方法为：将上述添加剂稀糊与600份不饱和聚酯树脂混合，在速率为500r/min下搅拌6min，即得。
[0067]
一种人造岗石的制备方法为：取常规人造石骨料6500份，添加850份纳米钙增强型树脂，充分混合后进行压制，在90℃下固化75min，即得人造岗石。
[0068]
对比例1
[0069]
与实施例3基本相同，唯有不同的是，制备原料中不包含松香粉、甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯。
[0070]
对比例2
[0071]
与实施例3基本相同，唯有不同的是，制备原料中不包含油酸、甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯。
[0072]
对比例3
[0073]
与实施例3基本相同，唯有不同的是，制备原料中不包含油酸、松香粉、苯乙烯。
[0074]
对比例4
[0075]
与实施例3基本相同，唯有不同的是，制备原料中不包含油酸、松香粉、甲基丙烯酸甲酯。
[0076]
对比例5
[0077]
与实施例3基本相同，唯有不同的是，制备原料中不包含油酸、松香粉、甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯。
[0078]
性能对比实验
[0079]
按照实施例1～5及对比例1～5的方法分别制备人造岗石，每组取7块标样，依据gb/t35157-2017树脂型合成石板材，分别测定弯曲强度、压缩强度，测试结果取均值。
[0080]
测试结果如下表所示：
[0081][0082][0083]
由上表可知：
[0084]
本发明实施1～5制备获得的人造岗石具有较高的弯曲强度、压缩强度，其中实施例3为最优实施例。
[0085]
对比例5不包含油酸、松香粉、甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯，相比于实施例3，弯曲强度、压缩强度均有较大幅度降低。对比例1～4分别在对比例5的基础上增加油酸、松香粉、甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯，均能够一定程度的提高弯曲强度、压缩强度，但四者提高量综合仍低于实施例3相比于对比例5的提高量。
[0086]
这是由于，当油酸为长碳链+甲基丙烯酸甲酯与松香酸+苯乙烯这类带苯环或具有环状碳链的单体共同存在时，能够以纳米钙作为核心连接点，双叔丁基过氧化二异丙基苯
作为交联剂，在体系中促使各单体中双键打开，成键交联，在合适的配比条件下形成比原有树脂固化过程中更为多元化复杂化的空间结构，这种结构能够协同提升的树脂固化后强度，形成综合强度更优异的固化树脂。
[0087]
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。